JPH053141A - 紫外線露光装置 - Google Patents
紫外線露光装置Info
- Publication number
- JPH053141A JPH053141A JP3153467A JP15346791A JPH053141A JP H053141 A JPH053141 A JP H053141A JP 3153467 A JP3153467 A JP 3153467A JP 15346791 A JP15346791 A JP 15346791A JP H053141 A JPH053141 A JP H053141A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- laser
- oscillator
- yag
- light source
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- Pending
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Lasers (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光源部のスペクトル幅の狭帯化および保守の
簡便化を図る。 【構成】 本紫外線露光装置は、単一縦モード発振のＬ
Ｄ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振器１を有しており、この
発振器１の波長８０９ｎｍのレーザダイオードによりＮ
ｄ：ＹＡＧ結晶を効率よく励起するようになっている。
また、単一縦モード発振の基本波を種として第２高調波
が得られる内部高調波発振のＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器
２を有しており、この発振器２の内部にはＮｄ：ＹＡＧ
レーザの波長１．０６４μｍを２逓倍するため非線形結
晶３が配置されている。レーザ発振器２より得られるレ
ーザ光はこの非線形結晶３により波長が１／２の５３２
ｎｍでスペクトル幅が基本波の２倍程度、レーザ出力数
Ｗ以上の大きな出力を得ることが可能となる。このレー
ザ光を非線形結晶６でさらに１／２波長に変換し、得ら
れた波長２６６ｎｍのレーザ光を露光用の光源として利
用している。
簡便化を図る。 【構成】 本紫外線露光装置は、単一縦モード発振のＬ
Ｄ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振器１を有しており、この
発振器１の波長８０９ｎｍのレーザダイオードによりＮ
ｄ：ＹＡＧ結晶を効率よく励起するようになっている。
また、単一縦モード発振の基本波を種として第２高調波
が得られる内部高調波発振のＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器
２を有しており、この発振器２の内部にはＮｄ：ＹＡＧ
レーザの波長１．０６４μｍを２逓倍するため非線形結
晶３が配置されている。レーザ発振器２より得られるレ
ーザ光はこの非線形結晶３により波長が１／２の５３２
ｎｍでスペクトル幅が基本波の２倍程度、レーザ出力数
Ｗ以上の大きな出力を得ることが可能となる。このレー
ザ光を非線形結晶６でさらに１／２波長に変換し、得ら
れた波長２６６ｎｍのレーザ光を露光用の光源として利
用している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体生産用の露光装置
に係わり、特に、配線幅０．５μｍ以下の解像度を有す
る紫外線露光装置に関する。
に係わり、特に、配線幅０．５μｍ以下の解像度を有す
る紫外線露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から既に提案されている紫外線露光
装置では、光源として水銀ランプのｇ線（波長４３６ｎ
ｍ）、あるいはＩ線（波長３６５ｎｍ）の光が採用され
ていたが、近年、半導体メモリの集積化が進み、６４Ｍ
ビットメモリでは、配線幅０．４μｍ以下の解像性能が
要求されている。これに対応するため、従来の水銀ラン
プの輝線スペクトルにかわり、発振波長２４８ｎｍのＫ
ｒＦエキシマレーザを光源とした紫外線露光装置が提案
されている。このエキシマレーザ露光装置では、露光波
長が３００ｎｍ以下のため、縮小投影に使用するレンズ
等の光学材料は透過性、均一度の点で、溶融石英に限定
される。このため、縮小投影する像は色収差を補正する
ことが不可能となり、光源に対して、色収差が生じない
スペクトル幅で数ｐｍ（１０-12 ｍ）の単色レーザ光が
用いられている。この狭帯化されたスペクトルのレーザ
光を得るため、ＫｒＦエキシマレーザの共振器内部に、
エタロン（ファブリペロ干渉計において鏡面間隔が固定
されているもの）、プリズム、回折格子等の波長選択素
子を設置し、３〜５ｐｍのスペクトル幅をもったレーザ
発振光を得ている。
装置では、光源として水銀ランプのｇ線（波長４３６ｎ
ｍ）、あるいはＩ線（波長３６５ｎｍ）の光が採用され
ていたが、近年、半導体メモリの集積化が進み、６４Ｍ
ビットメモリでは、配線幅０．４μｍ以下の解像性能が
要求されている。これに対応するため、従来の水銀ラン
プの輝線スペクトルにかわり、発振波長２４８ｎｍのＫ
ｒＦエキシマレーザを光源とした紫外線露光装置が提案
されている。このエキシマレーザ露光装置では、露光波
長が３００ｎｍ以下のため、縮小投影に使用するレンズ
等の光学材料は透過性、均一度の点で、溶融石英に限定
される。このため、縮小投影する像は色収差を補正する
ことが不可能となり、光源に対して、色収差が生じない
スペクトル幅で数ｐｍ（１０-12 ｍ）の単色レーザ光が
用いられている。この狭帯化されたスペクトルのレーザ
光を得るため、ＫｒＦエキシマレーザの共振器内部に、
エタロン（ファブリペロ干渉計において鏡面間隔が固定
されているもの）、プリズム、回折格子等の波長選択素
子を設置し、３〜５ｐｍのスペクトル幅をもったレーザ
発振光を得ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のこの
種の紫外線露光装置では、光源部の発振スペクトル幅の
安定性以外に、発振絶対中心波長の安定性や装置の保守
の容易性等が要求される。しかしながら、エキシマレー
ザは波長選択を行わない場合、数１００ｐｍの発振線幅
を有しているため、波長を選択する制御が困難である。
また、ＫｒＦエキシマレーザはレーザガスにフッ素（Ｆ
2 ）を用いているため、ガスの劣化によるレーザ出力低
下を防止するために定期的にガスを交換しなければなら
ない等の問題があった。
種の紫外線露光装置では、光源部の発振スペクトル幅の
安定性以外に、発振絶対中心波長の安定性や装置の保守
の容易性等が要求される。しかしながら、エキシマレー
ザは波長選択を行わない場合、数１００ｐｍの発振線幅
を有しているため、波長を選択する制御が困難である。
また、ＫｒＦエキシマレーザはレーザガスにフッ素（Ｆ
2 ）を用いているため、ガスの劣化によるレーザ出力低
下を防止するために定期的にガスを交換しなければなら
ない等の問題があった。
【０００４】本発明の目的は上述した問題に鑑みなされ
たもので、光源部のスペクトル幅の狭帯化および保守の
簡便化を図ることのできる紫外線露光装置を提供するに
ある。
たもので、光源部のスペクトル幅の狭帯化および保守の
簡便化を図ることのできる紫外線露光装置を提供するに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために本発明に係わる紫外線露光装置は、単一縦モード
発振の基本波が得られるＬＤ励起固体レーザ発振器と、
この基本波を種として第２高調波が得られる内部高調波
発振固体レーザ発振器と、第２高調波をさらに逓倍し、
基本波長の第４高調波あるいは第５高調波を得るための
非線形結晶を用いた光源部を具備した構成としたもので
ある。
ために本発明に係わる紫外線露光装置は、単一縦モード
発振の基本波が得られるＬＤ励起固体レーザ発振器と、
この基本波を種として第２高調波が得られる内部高調波
発振固体レーザ発振器と、第２高調波をさらに逓倍し、
基本波長の第４高調波あるいは第５高調波を得るための
非線形結晶を用いた光源部を具備した構成としたもので
ある。
【０００６】
【作用】このように本発明によれば、光源部に波長安定
性に優れたＬＤ励起固体レーザ発振器を用い、レーザ光
の増幅、波長変換を全て固体化しているため、露光波長
のスペクトル幅が極めて狭くなる。また、保守もランプ
の交換だけですむので、簡便化が図れる。
性に優れたＬＤ励起固体レーザ発振器を用い、レーザ光
の増幅、波長変換を全て固体化しているため、露光波長
のスペクトル幅が極めて狭くなる。また、保守もランプ
の交換だけですむので、簡便化が図れる。
【０００７】
【実施例】次に、本発明についての図面を参照して説明
する。
する。
【０００８】図１は本発明に係わる紫外線露光装置の一
実施例を示す概略構成図である。本実施例にあっては、
単一縦モード発振の基本波が得られるＬＤ励起固体レー
ザ発振器としてＬＤ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振器１を
用いており、波長８０９ｎｍのレーザダイオードにより
Ｎｄ：ＹＡＧ結晶を効率よく励起するように構成されて
いる。このため、熱的な安定性がよく、発振波長１．０
６４μｍの基本波で、スペクトル幅１０-4ｐｍ程度の極
めて安定した基本波長が得られるようになっている。ま
た、内部高調波発振固体レーザ発振器として、本実施例
にあってはＫｒアークランプ励起のＮｄ：ＹＡＧレーザ
発振器２を用いており、このＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器
２の内部には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの波長１．０６４μ
ｍを２逓倍するため非線形結晶（ＫＴ1 ＯＰＯ4、Ｂａ
Ｂ2 Ｏ4 等）３が配置されている。
実施例を示す概略構成図である。本実施例にあっては、
単一縦モード発振の基本波が得られるＬＤ励起固体レー
ザ発振器としてＬＤ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振器１を
用いており、波長８０９ｎｍのレーザダイオードにより
Ｎｄ：ＹＡＧ結晶を効率よく励起するように構成されて
いる。このため、熱的な安定性がよく、発振波長１．０
６４μｍの基本波で、スペクトル幅１０-4ｐｍ程度の極
めて安定した基本波長が得られるようになっている。ま
た、内部高調波発振固体レーザ発振器として、本実施例
にあってはＫｒアークランプ励起のＮｄ：ＹＡＧレーザ
発振器２を用いており、このＮｄ：ＹＡＧレーザ発振器
２の内部には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの波長１．０６４μ
ｍを２逓倍するため非線形結晶（ＫＴ1 ＯＰＯ4、Ｂａ
Ｂ2 Ｏ4 等）３が配置されている。
【０００９】ＬＤ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振器１で得
られた極めて安定した周波数のレーザ光４をＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザ発振器２に注入することにより、このＮｄ：Ｙ
ＡＧレーザ発振器２の発振波長もＬＤ励起Ｎｄ：ＹＡＧ
レーザ発振器１のレーザ光同様に安定したものが得られ
る。また、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振器２より得られるレ
ーザ光５は、非線形結晶３により波長が１／２の５３２
ｎｍでスペクトル幅が基本波の２倍程度、レーザ出力数
Ｗ以上の大きな出力を得ることができる。このレーザ光
５は非線形結晶（ＢａＢ2 Ｏ4 等）６でさらに１／２波
長に変換され、得られた波長２６６ｎｍのレーザ光７が
露光用の光源として利用されることになる。なお、非線
形結晶６の前方にはダイクロイックミラー８が配設され
ており、このダイクロイックミラー８により波長２６６
ｎｍのレーザ光７をビームホモジナイザ９側へ反射する
よう構成されている。このビームホモジナイザ９は細い
レーザ光ビームを拡大し均一化するためのもので、均一
化されたレーザ光はマスク１０に照射される。このマス
ク１０の下方には縮小投影レンズ１１が配置されてお
り、この縮小投影レンズ１１を介してマスク１０を透過
したレーザ光をＸ−Ｙステージ１３上のウエハ１２面上
に縮小し、投影するよう構成されている。なお、Ｘ−Ｙ
ステージ１３はウエハ１２を移動させるためのもので、
このＸ−Ｙステージ１３には制御回路１４が接続されて
いる。
られた極めて安定した周波数のレーザ光４をＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザ発振器２に注入することにより、このＮｄ：Ｙ
ＡＧレーザ発振器２の発振波長もＬＤ励起Ｎｄ：ＹＡＧ
レーザ発振器１のレーザ光同様に安定したものが得られ
る。また、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振器２より得られるレ
ーザ光５は、非線形結晶３により波長が１／２の５３２
ｎｍでスペクトル幅が基本波の２倍程度、レーザ出力数
Ｗ以上の大きな出力を得ることができる。このレーザ光
５は非線形結晶（ＢａＢ2 Ｏ4 等）６でさらに１／２波
長に変換され、得られた波長２６６ｎｍのレーザ光７が
露光用の光源として利用されることになる。なお、非線
形結晶６の前方にはダイクロイックミラー８が配設され
ており、このダイクロイックミラー８により波長２６６
ｎｍのレーザ光７をビームホモジナイザ９側へ反射する
よう構成されている。このビームホモジナイザ９は細い
レーザ光ビームを拡大し均一化するためのもので、均一
化されたレーザ光はマスク１０に照射される。このマス
ク１０の下方には縮小投影レンズ１１が配置されてお
り、この縮小投影レンズ１１を介してマスク１０を透過
したレーザ光をＸ−Ｙステージ１３上のウエハ１２面上
に縮小し、投影するよう構成されている。なお、Ｘ−Ｙ
ステージ１３はウエハ１２を移動させるためのもので、
このＸ−Ｙステージ１３には制御回路１４が接続されて
いる。
【００１０】このように本実施例にあっては、光源部に
波長安定性に優れたＬＤ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振器
１を採用し、レーザ光の増幅、波長変換を全て固定化し
た構成としているため、露光波長のスペクトル幅が０．
００１ｐｍ以下と極めて狭くなり、また、保守も１００
時間に１回程度のＫｒアークランプの交換だけであるの
で簡便化を図ることが可能となる。
波長安定性に優れたＬＤ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振器
１を採用し、レーザ光の増幅、波長変換を全て固定化し
た構成としているため、露光波長のスペクトル幅が０．
００１ｐｍ以下と極めて狭くなり、また、保守も１００
時間に１回程度のＫｒアークランプの交換だけであるの
で簡便化を図ることが可能となる。
【００１１】図２は本発明に係わる紫外線露光装置の他
の実施例を示す概略構成図で、図１と同一部分には同一
符号を付しその説明は省略する。本実施例において、上
述した第１実施例と異なる点は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発
振器１からのレーザ光４をビームスプリッタ１５により
分岐し、分岐した一方のレーザ光４Ａを折り返しミラー
１６を介してＫｒアークランプ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ
発振器１７に注入同期させる。このレーザ発振器１７で
得られた基本波１．０６４μｍのレーザ光１８は折り返
しミラー１９、ビーム合成ミラー（波長２６６ｎｍのレ
ーザ光は１００％透過し、１．０６μｍのレーザ光は４
５度全反射する）２０により非線形結晶（ＢａＢ2 Ｏ4
等）２１により混合される。この非線形結晶２１を通過
した後においては、波長１．０６４μｍの第５高調波
（λ＝２１２．８μｍ）のレーザ光が得られる。
の実施例を示す概略構成図で、図１と同一部分には同一
符号を付しその説明は省略する。本実施例において、上
述した第１実施例と異なる点は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発
振器１からのレーザ光４をビームスプリッタ１５により
分岐し、分岐した一方のレーザ光４Ａを折り返しミラー
１６を介してＫｒアークランプ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ
発振器１７に注入同期させる。このレーザ発振器１７で
得られた基本波１．０６４μｍのレーザ光１８は折り返
しミラー１９、ビーム合成ミラー（波長２６６ｎｍのレ
ーザ光は１００％透過し、１．０６μｍのレーザ光は４
５度全反射する）２０により非線形結晶（ＢａＢ2 Ｏ4
等）２１により混合される。この非線形結晶２１を通過
した後においては、波長１．０６４μｍの第５高調波
（λ＝２１２．８μｍ）のレーザ光が得られる。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係わる紫外
線露光装置によれば、光源部に、波長安定性に優れたＬ
Ｄ励起固体レーザ発振器を採用し、レーザ光の増幅、波
長変換を全て固体化した構造としているため、露光波長
のスペクトル幅を極めて狭くすることが可能となる。し
たがって、波長の選択制御が容易になる。また、保守の
場合もランプの交換だけですむので、保守の簡便化を図
れるという効果も奏する。
線露光装置によれば、光源部に、波長安定性に優れたＬ
Ｄ励起固体レーザ発振器を採用し、レーザ光の増幅、波
長変換を全て固体化した構造としているため、露光波長
のスペクトル幅を極めて狭くすることが可能となる。し
たがって、波長の選択制御が容易になる。また、保守の
場合もランプの交換だけですむので、保守の簡便化を図
れるという効果も奏する。
【図１】本発明に係わる紫外線露光装置の一実施例を示
す概略構成図である。
す概略構成図である。
【図２】本発明に係わる紫外線露光装置の他の実施例を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
１ ＬＤ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振器 ２ Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振器 ３、６、２１ 非線形結晶 １７ Ｋｒアークランプ励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ発振器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/0933 3/109 7630−4Ｍ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 単一縦モード発振の基本波が得られるＬ
Ｄ励起固体レーザ発振器と、この基本波を種として第２
高調波が得られる内部高調波発振固体レーザ発振器と、
第２の高調波をさらに逓倍し、基本波長の第４高調波あ
るいは第５高調波を得るための非線形結晶を用いた光源
部を具備したことを特徴とする紫外線露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3153467A JPH053141A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 紫外線露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3153467A JPH053141A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 紫外線露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH053141A true JPH053141A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=15563206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3153467A Pending JPH053141A (ja) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | 紫外線露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH053141A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5838709A (en) * | 1995-06-07 | 1998-11-17 | Nikon Corporation | Ultraviolet laser source |
| EP1538676A1 (en) * | 1993-10-20 | 2005-06-08 | Sel Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin film semiconductor integrated circuit and method of fabricating the same |
| CN109884053A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-06-14 | 哈尔滨工业大学 | 基于片光显微和共焦狭缝探测的谐波显微测量方法 |
-
1991
- 1991-06-25 JP JP3153467A patent/JPH053141A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1538676A1 (en) * | 1993-10-20 | 2005-06-08 | Sel Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Thin film semiconductor integrated circuit and method of fabricating the same |
| US5838709A (en) * | 1995-06-07 | 1998-11-17 | Nikon Corporation | Ultraviolet laser source |
| CN109884053A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-06-14 | 哈尔滨工业大学 | 基于片光显微和共焦狭缝探测的谐波显微测量方法 |
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